用于量子信息处理应用的钻石纳米线制备

Birgit Hausmann; Mughees Khan; Tom Babinec; Yinan Zhang; Katie Martinick; Murray McCutcheon; Phil Hemmer; Marko Loncar

doi:10.1016/j.diamond.2010.01.011

用于量子信息处理应用的钻石纳米线制备

量子物理 2010-02-23 v2

作者: Birgit Hausmann , Mughees Khan , Tom Babinec , Yinan Zhang , Katie Martinick , Murray McCutcheon , Phil Hemmer , Marko Loncar

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摘要

我们提出了一种在块体单晶和多晶钻石中实现钻石纳米线的设计及自上而下的制备方法。利用数值模拟研究了氮空位(NV)色心与纳米线光学模式之间的耦合，并找到了允许发射光子大收集效率的纳米线直径最优范围。使用氧气的感应耦合等离子体(ICP)反应离子刻蚀(RIE)来制备纳米线。滴铸的纳米颗粒（包括 $\mathrm{Au}$ 、 $\mathrm{SiO_{2}}$ 和 $\mathrm{Al_2O_3}$ ）以及电子束光刻定义的旋涂玻璃和蒸镀 $\mathrm{Au}$ 已被用作刻蚀掩模。我们发现 $\mathrm{Al_2O_3}$ 纳米颗粒具有最强的抗刻蚀性。同时，FOx电子束抗蚀剂（旋涂玻璃）被证明是制备有序钻石纳米线阵列的合适刻蚀掩模。我们能够在多晶和单晶钻石中获得近乎垂直侧壁的纳米线。本文中呈现的多晶纳米线的高度和直径分别为 $\unit[\approx1]{\mu m}$ 和 $\unit[120-340]{nm}$ ，刻蚀速率为 $\unit[200]{nm/min}$ 。对于单晶钻石（Ib型和IIa型）纳米线，本文中针对不同钻石和掩模所展示的高度和直径为 $\unit[1-2.4]{\mu m}$ 和 $\unit[120-490]{nm}$ ，刻蚀速率在 $\unit[190-240]{nm/min}$ 之间。

关键词

钻石纳米线氮空位中心量子信息处理自上而下制备反应离子刻蚀数值模拟收集效率

引用

@article{arxiv.0908.0352,
  title  = {Fabrication of Diamond Nanowires for Quantum Information Processing Applications},
  author = {Birgit Hausmann and Mughees Khan and Tom Babinec and Yinan Zhang and Katie Martinick and Murray McCutcheon and Phil Hemmer and Marko Loncar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0908.0352},
  year   = {2010}
}

备注

11 pages, 26 figures, submitted to Diamond and related Materials; http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TWV-4Y7MM1M-1&_user=10&_coverDate=01%2F25%2F2010&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=6dc58b30f4773a710c667306fc541cca

用于量子信息处理应用的钻石纳米线制备

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